利用ArcGIS实现CAD图斑批量录入水土保持信息系统的方法

陈 竹

(重庆市荣昌区水务局，重庆 402460)

国家水土保持重点工程项目管理信息系统(以下简称“信息系统”)是水利部顺应时代要求，主动适应水土保持管理新形势，针对水土保持项目点多、面广的特点，为创新管理模式而研发的集数据录入、存储、查询、统计、报表等功能于一体的决策管理工具，是水土保持信息化建设的重要组成部分[1]。自2013年投入使用以来，该系统已成为水土保持重点建设工程的电子数据档案库，特别是图斑的精细化入库，使项目管理、检查验收等都更为直观、更为精准。但是基层单位受到专业技术力量的限制，图斑入库工作效率低，甚至出现了信息录入不及时、不完整、不规范等问题。

该信息系统支持单个图斑、批量图斑录入。单个图斑录入的方法较多，也非常简单，当图斑数量较多时采取批量录入的方法更为高效，但是信息系统仅支持shp、RM两种文件格式实现批量图斑导入。小流域设计资料大部分是CAD图纸，无法直接将图斑信息导入系统，因此笔者重点介绍利用ArcGIS将CAD图斑转化成shp格式文件，实现批量图斑录入的方法。

1 ArcGIS软件介绍

ArcGIS是一款集地理信系统开发、分析、地图数字化、地理信息采集等功能于一体的软件，具有强大的空间数据管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，可以广泛应用于水土保持领域，如：分析水土保持工作中常用的基础数据，如土地利用现状、植被、土壤、地质、坡度、坡向、高程、降水量等；开展水土保持生态环境项目前期工作；开展水土保持项目监理；开展水土保持监测与管理等[2]。

2 利用ArcGIS软件实现图斑批量录入步骤

从2018年开始，重庆市水利局要求将保土耕作、封禁治理等措施图斑全部入库，入库面积要和规划面积、治理面积保持一致，而一条小流域往往涉及几百个图斑，因此批量录入图斑成为此项工作的关键。受原有工作软件的限制，大部分设计单位都是利用CAD软件进行图斑绘制，而CAD软件只能提供平面坐标，有些早期图纸的坐标甚至是假设的。信息系统要求图斑边界和天地图影像必须“无缝对接”，所以需要将CAD图斑进行转换。进行图斑转换须准备以下图件或工具：①ArcGIS软件；②谷歌地图；③CAD转kml工具；④CAD图纸。本文中CAD图纸以重庆市荣昌区2015年中央预算内水土保持重点建设项目三桥河小流域措施布局图为例。考虑到有些图纸的坐标是假设的，设定本CAD图纸坐标信息未知。

2.1 处理CAD基础数据

原始的小流域措施布局图含有流域边界、图斑边界、图斑号、图斑面积、1/万底图等基础信息。为使图斑导入系统时简洁明了，须对CAD图纸进行处理，只保留流域边界、图斑边界两个图层。时间充足情况下可以再次复核图斑边界是否闭合。完成后改名另存。

2.2 将CAD转换为kml文件

打开处理后的CAD图纸，选取某一特征点，并将这一特征点在CAD图纸中定义为坐标原点。打开谷歌地图，提取该特征点的坐标信息。加载CAD转kml工具，将基准点的经纬度填写成特征点的经纬度，并根据CAD的基本绘图单位选择本次转换的单位。将CAD转成kml格式，并在谷歌地图中复核流域边界是否和实际情况一致。

2.3 将kml文件导入ArcGIS

在ArcGIS中打开ArcToolbox，依次找到转换工具(Conversion Tools)→由kml转出(kml To Layer)。打开对话框，选择要导入的kml文件，加载到ArcMap中。

2.4 转换坐标系

因为谷歌地图的坐标系和信息系统所要求的坐标系不一致，故必须在ArcGIS中把坐标系转变为Albers Conical Equal Area坐标系。

2.4.1 创建自定义地理(坐标)变换

打开ArcToolbox，找到数据管理工具(Data Mana-gement Tools)，依次选择投影和变换(Projections and Transformations)→创建自定义地理(坐标系)变换(Create Custome Geographic Transformation)。双击打开对话框，为地理(坐标)变化命名。在“输入地理坐标系”中选择图层中的GCS_WGS_1984，在“输出地理坐标系”中选择Albers Conical Equal Area，点击“确定”键完成自定义地理(坐标)变换的创建。

2.4.2 转变为Albers Conical Equal Area坐标系

依次选择数据管理工具(Data Management Tools)→投影和变换(Projections and Transformations)→要素(Feature)→投影(Project)。打开对话框，在“设置输出数据集或要素类”选择文件的存放路径并命名为A，在“输出地理坐标系”中选择Albers Conical Equal Area，点击“确定”键完成坐标系转换。移除图层内的文件，加载A文件，打开A文件的图层属性，确认坐标系是否为Albers Conical Equal Area。

2.4.3 转换为面文件

依次选择ArcToolbox中的数据管理工具(Data Management Tools)→要素(Feature)→要素转面(Feature to ploygon)。双击打开对话框。在“输入要素”下拉菜单中选择A文件，在“输出要素类”选择文件的存放路径并命名为B。点击“确定”键完成面文件的转换。本次示例，一次性完成1 700余个图斑转换。

2.4.4 定义图斑参数

打开B文件的属性表，按照信息系统面状措施shp文件模板要求的格式，添加字段，并逐次定义所需图斑的各项数据。如果之前按照系统要求的格式完成了XLS表格，则可以利用图斑编号将XLS表格和B文件的属性表连接起来，再通过字段计算器完成各项数据的加载。移除连接后，选择所需要的图斑，导出数据即可得到满足系统要求的shp文件。

在1 700余个图斑中，选择保土耕作、封禁治理、经果林、水保林等367个图斑一次性完成上传录入工作。

3 结 语

将导入系统中的成果图与原CAD图比对发现，使用该方法可以选择性地将CAD格式的图斑部分或全部导入系统中，且位置准确、线条圆滑、精度较高。虽然在定义图斑参数时，需要手动定义一些数据，特别是要重新定义图斑编号较为耗时，但是和其他方法相比，仍然有以下几个优点：

(1)处理未知坐标的原始数据时，可以快速找到准确位置。和一般的“拖动”方法比较，图斑位置更加准确。

(2)图斑数量较多时，可以实现全部图斑的批量上传，且一次性完成图斑编码、坡度、利用现状、措施名称、措施数量等数据的录入，工作效率显著提高。

(3)针对在上传过程中出现系统无法识别、缺漏或需要变更调整的局部图斑，可以在此基础上选择性地导出某个或某些图斑数据，单独上传补录，十分灵活方便。

(4)可以利用此数据作为基础资料，快速制作项目验收阶段所需的shp文件。

(5)可以在此基础上，利用ArcGIS软件的追踪方法，快速勾绘流域边界，制作图斑边界shp文件。